(57)【要約】【課題】周波数ホッピングに利用するいずれかの周波数成分に連続的にノイズが発生した場合におけるデータ誤りを減少させる。【解決手段】妨害周波数検出部２１４は、受信伝送パターンの周波数ホッピングに利用するいずれかの周波数成分であって、連続してノイズが発生している妨害周波数成分を検出する。抽出パターン生成部２０５は、受信伝送パターンの各チップからｍ個の周波数成分を２パターンで抽出する。一方のパターンでは、信号レベルの高いものから順に妨害周波数成分を除くｍ個の周波数成分を抽出する。他方のパターンでは、信号レベルの高いものから順に妨害周波数成分を除くｍ−１個の周波数成分を抽出し、これらに妨害周波数成分を加える。以上のようにしてチップ毎に抽出した２つのパターンを組み合わせて２ｎ通りの抽出パターンを生成し、各抽出パターンに対してデータ復調処理を行う。【選択図】図１
2006101129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ（Frequency Hopping - M-ary Multilevel Multitone FSK）を用いた通信方法であって、
送信側装置が、
第１のビット列に応じたレベルを持つチップがｎ個連続して形成されたレベルパターンと、ｎ個のチップで形成され、そのうちの少なくとも１つに任意のレベルが割り当てられた、第２のビット列に対応するホッピングパターンとを用いて、ｎ個の少なくとも１つの周波数成分を持つチップからなる伝送パターンを生成するステップと、
生成した伝送パターンを含む通信フレームに無信号区間を付加するステップと、
無信号区間が付加された通信フレームを送信するステップと、を行い、
受信側装置が、
前記通信フレームを受信するステップと、
受信した通信フレームの無信号区間における各周波数成分の信号レベルに基づいて、所定時間連続してノイズが発生している妨害周波数成分を検出するステップと、
受信した通信フレームに含まれている伝送パターンを構成するｎ個のチップ各々について、前記妨害周波数成分以外の周波数成分を信号レベルの高いものから順にｍ個抽出し、当該抽出したｍ個の周波数成分を第１のチップパターンとすると共に、前記妨害周波数成分以外の周波数成分を信号レベルの高いものから順にｍ-１個抽出し、当該抽出したｍ-１個の周波数成分に前記妨害周波数成分を加えたｍ個の周波数成分を第２のチップパターンとして、前記伝送パターンを構成するｎ個のチップ各々に、当該チップに対する第１又は第２のチップパターンを割り当てて、２ｎ通りの抽出パターンを生成するステップと、
生成した２ｎ通りの抽出パターン各々について、当該抽出パターンに基づいてレベルパターンおよびホッピングパターンを生成し、同じレベルを持つチップ数が最も多いレベルパターンに応じた第１のビット列と、当該レベルパターンと対のホッピングパターンに応じた第２のビット列とを出力するステップと、を行うこと
を特徴とする通信方法。
【請求項２】
請求項１に記載の通信方法であって、
前記受信側装置は、
前記伝送パターンに対して、当該伝送パターンを構成するｎ個のチップ各々の前記妨害周波数成分の信号レベルに基づいて、当該チップ各々の妨害周波数成分に送信対象の信号が含まれているか否かを判断するステップをさらに行い、
同じレベルを持つチップ数が最も多いレベルパターンが複数の抽出パターンから生成された場合に、当該複数の抽出パターン各々に対して、当該抽出パターンを構成するｎ個のチップ各々に割り当てられたｍ個の周波数成分に妨害周波数成分が含まれているか否かを調べることで、当該チップ各々の妨害周波数成分に送信対象の信号が含まれているか否かを判断し、前記伝送パターンに対する判断結果に最も近い判断結果を有する抽出パターンから生成されたレベルパターンに応じた第１のビット列と、当該レベルパターンと対のホッピングパターンに応じた第２のビット列とを出力すること
を特徴とする通信方法。
【請求項３】
ＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ（Frequency Hopping - M-ary Multilevel Multitone FSK）を用いた通信装置であって、
ＦＨ-Ｍ３ＦＳＫに従った無信号区間を有する通信フレームを受信する手段と、
受信した通信フレームの無信号区間における各周波数成分の信号レベルに基づいて、所定時間連続してノイズが発生している妨害周波数成分を検出する妨害周波数検出手段と、
受信した通信フレームに含まれている伝送パターンを構成するｎ個のチップ各々について、前記妨害周波数成分以外の周波数成分を信号レベルの高いものから順にｍ個抽出し、当該抽出したｍ個の周波数成分を第１のチップパターンとすると共に、前記妨害周波数成分以外の周波数成分を信号レベルの高いものから順にｍ-１個抽出し、当該抽出したｍ-１個の周波数成分に前記妨害周波数成分を加えたｍ個の周波数成分を第２のチップパターンとして、前記伝送パターンを構成するｎ個のチップ各々に、当該チップに対する第１又は第２のチップパターンを割り当てて、２ｎ通りの抽出パターンを生成する抽出パターン生成手段と、
生成した２ｎ通りの抽出パターン各々について、当該抽出パターンに基づいてレベルパターンおよびホッピングパターンを生成するデホッピング手段と、
２ｎ通りの抽出パターン各々について生成されたレベルパターンおよびホッピングパターンの中から、同じレベルを持つチップ数が最も多いレベルパターンを選択し、選択したレベルパターンに応じた第１のビット列と、当該レベルパターンと対のホッピングパターンに応じた第２のビット列とを出力する選択手段と、を有すること
を特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ（Frequency Hopping - M-ary Multilevel Multitone FSK）を用いた通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数ホッピング（FH:Frequency Hopping）を用いた通信技術として、ＦＨ-Ｍ３ＦＳＫが提案されている（非特許文献１）。
【０００３】
ＦＨ-Ｍ３ＦＳＫを用いた通信の送信側では、図７に示すように、送信すべき第１のビットデータが示す値に応じたレベルが１つのホッピングを構成するチップ数分連続して構成されたレベルパターン１００１と、１つのホッピングを構成するチップ数分のチップで形成され、そのうちの少なくとも１つに任意のレベルが割り当てられた、送信すべき第２のビットデータが示す値に対応するホッピングパターン１００２とを、チップ毎にレベル加算し、その加算結果に対して、チップが取り得るレベル数（レベルパターンおよびホッピングパターンのレベル数）の剰余を演算する。これにより、周波数変換前の伝送パターン１００３を生成する。次に、レベルと所定個数の周波数成分の組合せとの対応関係を示すレベル−周波数変換テーブル１００４を用いて、伝送パターン１００３の各チップのレベルを前記所定個数の周波数成分に変換し、周波数変換後の伝送パターン１００５を生成する。そして、この伝送パターン１００５を含む通信フレームを送信する。
【０００４】
一方、ＦＨ-Ｍ３ＦＳＫを用いた通信の受信側では、図８に示すように、受信した通信フレームに含まれているレベル変換前の伝送パターン１００５の各チップから信号レベルの大きい順に前記所定個数の周波数成分を抽出し、抽出した前記所定個数の周波数成分を、送信側のレベル−周波数変換テーブル１００４と同じテーブルを用いてレベルに変換する。これにより、レベル変換後の伝送パターン１００３を生成する。次に、第２のビットデータが取り得る値毎に予め用意されたホッピングパターン１００２１〜１００２ｔ各々と、レベル変換後の伝送パターン１００４とを、チップ毎にレベル減算し、その減算結果に対して、チップが取り得るレベル数（送信側の剰余演算に用いたレベル数と同じレベル数）の剰余を演算し、ホッピングパターン１００２１〜１００２ｔ毎にレベルパターンを生成する。そして、ホッピングパターン毎に生成されたレベルパターンの中から、同じレベルを持つチップ数が最も多いレベルパターン１００１を選択し、この選択したレベルパターン１００１のチップに最も多く割り当てられているレベルに応じた値を示すビットデータを、送信側が送信した第１のビットデータとする。また、選択したレベルパターン１００１を生成したホッピングパターン１００２ｉ（１≦ｉ≦ｔ）に対応する値を示すビットデータを、送信側が送信した第２のビットデータとする。
【０００５】
【非特許文献１】Akihiko OSHINOMI, Gen MARUBAYASHI, Shinich TACHIKAWA, and Masanori HAMAMURA, "Trial Model of The M-ray Multilavel FSK Power-line Transmission Modem", ISPL2003, Proceedings of the 7th International Symposium on Power-Line Communications and IＴｃ Applications, March 26-28, 2003, Kyoto, Japan
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のＦＨ-Ｍ３ＦＳＫを用いた通信では、周波数ホッピングに利用するいずれかの周波数成分に単発的にノイズが発生していても、送信側が送信したデータを受信側で正しく認識することが可能である。しかし、周波数ホッピングに利用するいずれかの周波数成分に連続してノイズが発生していると、送信側が送信したデータを受信側で正しく認識することができない場合がある。
【０００７】
図９は、周波数ホッピングに利用するいずれかの周波数成分に単発的にノイズが発生した場合における、ＦＨ-Ｍ３ＦＳＫを用いた通信の受信側でのデータ復調処理を説明するための図である。ここで、塗り潰しの黒丸はノイズにより誤った情報であり、点線の丸はノイズにより誤った情報に対する本来の正しい情報である。
【０００８】
図示するように、チャンネル「３」に対応する周波数成分に単発的にノイズが発生し、このため、受信した通信フレームに含まれているレベル変換前の伝送パターン１００５の第５チップの周波数成分が、本来はチャンネル「５」およびチャンネル「２」の組合せであるところ、チャンネル「５」およびチャンネル「３」の組合せであると誤認識されたとする。この場合、レベル変換後の伝送パターン１００３において、第５チップが本来はレベル「６」であるところ、誤ったレベル「８」に変換される。この結果、送信側が周波数変換前の伝送パターン１００３の生成に用いたホッピングターン１００２ｉを用いて、レベルパターン１００１を生成した場合、第５チップが、本来は第１〜４チップと同じレベル「４」であるのに対して、誤ったレベル「６」に変換される。しかし、このレベルパターン１００１は、同じレベルを持つチップを最も多く含んでいる。したがって、このレベルパターン１００１が選択され、送信側が送信したデータを受信側で正しく認識することができる。
【０００９】
図１０は、周波数ホッピングに利用するいずれかの周波数成分に連続的にノイズが発生した場合における、ＦＨ-Ｍ３ＦＳＫを用いた通信の受信側でのデータ復調処理を説明するための図である。ここで、塗り潰しの黒丸はノイズにより誤った情報であり、点線の丸はノイズにより誤った情報に対する本来の正しい情報である。
【００１０】
図示するように、チャンネル「３」に対応する周波数成分に連続的にノイズが発生し、このため、受信した通信フレームに含まれているレベル変換前の伝送パターン１００５の第３、４、５チップの周波数成分が、本来はそれぞれ、チャンネル「４」およびチャンネル「２」の組合せ、チャンネル「４」およびチャンネル「１」の組合せ、チャンネル「５」およびチャンネル「２」の組合せであるところ、チャンネル「４」およびチャンネル「３」の組合せ、チャンネル「３」およびチャンネル「１」の組合せ、チャンネル「５」およびチャンネル「３」の組合せであると誤認識されたとする。この場合、レベル変換後の伝送パターン１００３において、第３、４、５チップが、本来はそれぞれ、レベル「５」、レベル「３」、レベル「６」であるところ、誤ったレベル「７」、レベル「７」、レベル「８」に変換される。この結果、送信側が周波数変換前の伝送パターン１００３の生成に用いたホッピングターン１００２ｉを用いて、レベルパターン１００１を生成した場合、第３、４、５チップが、本来はそれぞれ、第１、２チップと同じレベル「４」であるのに対して、誤ったレベル「６」、レベル「８」、レベル「６」に変換される。この結果、同じレベルを持つチップの数が減少し、このレベルパターン１００１が選択されない可能性が高まる。したがって、送信側が送信したデータを受信側で正しく認識できない可能性が高まる。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、周波数ホッピングに利用するいずれかの周波数成分に連続的にノイズが発生した場合におけるデータ誤りを減少させることができるＦＨ-Ｍ３ＦＳＫを用いた通信技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明では、受信側において、受信フレームに含まれている伝送パターンの周波数ホッピングに利用するいずれかの周波数成分であって、所定時間連続してノイズが発生している妨害周波数成分を検出する。また、受信フレームに含まれている伝送パターンの各チップから、所定個数の周波数成分を２パターンで抽出する。一方のパターンでは、信号レベルの高いものから順に妨害周波数成分を除く前記所定個数の周波数成分を抽出する。他方のパターンでは、信号レベルの高いものから順に妨害周波数成分を除く前記所定個数−１個の周波数成分を抽出し、これらに妨害周波数成分を加える。以上のようにして、伝送パターンのチップ毎に抽出した２つのパターンを組み合わせて、当該伝送パターンと同じチップ数（ｎとする）からなる、各チップに前記所定個数の周波数成分が割り当てられた２ｎ通りの抽出パターンを生成する。そして、２ｎ通りの抽出パターン各々に対してデータ復調処理を行い、同じレベルを持つチップ数が最も多いレベルパターンに応じたビットデータと、当該レベルパターンと対のホッピングパターンに応じたビットデータとを、復調したデータとして出力する。
【００１３】
例えば、本発明は、ＦＨ-Ｍ３ＦＳＫを用いた通信方法であって、
送信側装置が、
第１のビット列に応じたレベルを持つチップがｎ個連続して形成されたレベルパターンと、ｎ個のチップで形成され、そのうちの少なくとも１つに任意のレベルが割り当てられた、第２のビット列に対応するホッピングパターンとを用いて、ｎ個の少なくとも１つの周波数成分を持つチップからなる伝送パターンを生成するステップと、
生成した伝送パターンを含む通信フレームに無信号区間を付加するステップと、
無信号区間が付加された通信フレームを送信するステップと、を行い、
受信側装置が、
前記通信フレームを受信するステップと、
受信した通信フレームの無信号区間における各周波数成分の信号レベルに基づいて、所定時間連続してノイズが発生している妨害周波数成分を検出するステップと、
受信した通信フレームに含まれている伝送パターンを構成するｎ個のチップ各々について、前記妨害周波数成分以外の周波数成分を信号レベルの高いものから順にｍ個抽出し、当該抽出したｍ個の周波数成分を第１のチップパターンとすると共に、前記妨害周波数成分以外の周波数成分を信号レベルの高いものから順にｍ-１個抽出し、当該抽出したｍ-１個の周波数成分に前記妨害周波数成分を加えたｍ個の周波数成分を第２のチップパターンとして、前記伝送パターンを構成するｎ個のチップ各々に、当該チップに対する第１又は第２のチップパターンを割り当てて、２ｎ通りの抽出パターンを生成するステップと、
生成した２ｎ通りの抽出パターン各々について、当該抽出パターンに基づいてレベルパターンおよびホッピングパターンを生成し、同じレベルを持つチップ数が最も多いレベルパターンに応じた第１のビット列と、当該レベルパターンと対のホッピングパターンに応じた第２のビット列とを出力するステップと、を行う。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、受信した伝送パターンを構成するチップ各々について、当該チップの妨害周波数成分に、送信対象の信号が合成されていない場合（第１のチップパターン）と、送信対象の信号が合成されている場合（第２のチップパターン）とを考慮し、２ｎ通りの抽出パターン各々に対してデータ復調処理を行うようにしている。２ｎ通りの抽出パターンの中には、送信側が送信した伝送パターンが含まれている確率が高い。したがって、本発明によれば、周波数ホッピングに利用するいずれかの周波数成分に連続的にノイズが発生した場合におけるデータ誤りを減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態が適用されたＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ用モデム装置の概略図である。図示するように、本実施形態のＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ用モデム装置は、送信データをＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ信号に変換して送信する送信部１０と、ＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ信号を受信して受信データに変換する受信部２０と、を有する。
【００１７】
送信部１０は、Ｓ／Ｐ（Serial／Parallel）変換部１０１と、ホッピング部１１２と、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１０８と、信号付加部１０９と、ＤＡ（Digital Analog）変換部１１０と、ＡＦＥ（Analog Front End）部１１１と、を有する。また、ホッピング部１１２は、レベル変換部１０２と、パターン選択部１０３と、ホッピングパターン記憶部１０４と、加算部１０５と、剰余演算部１０６と、レベル−周波数演算部１０７と、を有する。
【００１８】
送信部１０に入力されたＫビットのシリアルデータ（送信データ）は、Ｓ／Ｐ変換部１０１でパラレルデータに変換され、その上位（または下位）Ｋ１ビットがレベル変換部１０２に入力され、残りのＫ２ビットがパターン選択部１０３に入力される。
【００１９】
レベル変換部１０２は、Ｓ／Ｐ変換部１０１から入力されたＫ１ビットのパラレルデータを、当該パラレルデータが示す値に応じたレベルに変換する。そして、変換されたレベルが１ホッピングを構成するチップ数分（１チップの時間幅をＴｃとする）連続して構成されたレベルパターンを加算部１０５に出力する。
【００２０】
パターン選択部１０３は、Ｓ／Ｐ変換部１０１から入力されたＫ２ビットのパラレルデータが示す値に対応付けられたホッピングパターンをホッピングパターン記憶部１０４から読み出して加算部１０５に出力する。ここで、ホッピングパターン記憶部１０４には、Ｋ２ビットのパラデータがとり得る値毎にホッピングパターンが記憶されている。なお、ホッピングパターンのチップ数、レベル数は、レベル変換部１０２が出力するレベルパターンのチップ数、レベル数と同じである。Ｋ２ビットのパラレルデータがとり得る値各々に対応付けるホッピングパターンは、チップ数×レベル数のマトリックスがとり得るパターンのうち、ホッピングパターンとして使える組合せ（他のホッピングパターンと識別可能な程度にバラツキがある組合せ）の中から選択される。
【００２１】
加算部１０５は、レベル変換部１０２から入力されたレベルパターンのレベルとパターン選択部１０３から出力されたホッピングパターンのレベルとをチップ毎に加算する。そして、加算結果を剰余演算部１０６に出力する。剰余演算部１０６は、加算部１０５から入力される各チップの加算結果に対して、レベルパターンおよびホッピングパターンのレベル数の剰余を演算する。つまり、加算結果をｘ、レベルパターンおよびホッピングパターンのレベル数をＬとした場合、ｘ（ｍｏｄ Ｌ）を計算する。これにより、１ホッピングを構成するチップ各々に、当該チップに対する計算結果が割り当てられた伝送パターン（周波数変換前）を生成する。但し、チップの計算結果が０の場合、レベル数Ｌを計算結果として当該チップに割り当てる。
【００２２】
レベル−周波数変換部１０７は、予め登録されたレベル-周波数変換テーブルを用いて、剰余演算部１０６が生成した周波数変換前の伝送パターンを構成する各チップの計算結果を、ｍ個の周波数の組合せ（周波数スペクトル）に変換する。レベル-周波数変換テーブルは、剰余演算部１０６の計算結果がとり得る値毎、つまり、レベルパターンおよびホッピングパターンのレベル毎に、予め定められたｆ個の周波数のうちのｍ個の周波数の組合せが対応付けられている。なお、利用されるｆ個の周波数はチップの周波数（１/Ｔｃ）の整数倍である。これにより、レベル−周波数変換部１０７は、周波数変換後の伝送パターンを生成する。そして、生成した周波数変換後の伝送パターンの各チップをＩＦＦＴ部１０８へ順番に出力する。
【００２３】
次に、ＩＦＦＴ部１０８は、レベル−周波数変換部１０７から入力される伝送パターン（周波数変換後）の各チップの周波数スペクトルにＩＦＦＴ処理を施して波形データに変換し、信号付加部１０９に出力する。
【００２４】
さて、信号付加部１０９は、ＩＦＦＴ部１０８から入力される伝送パターンの各チップの波形データにサイクリックプリフィックス（cyclicprefix）を付加する。サイクリックプリフィックスは、ＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ信号の同期ずれによるチップ間干渉を回避するためのものである。チップ毎に、波形データの後部データをコピーして、これをサイクリックプリフィックスとして、当該波形データの前方へ付加する。また、信号付加部１０９は、少なくとも１ホッピング（伝送パターン）分の波形データで構成される通信フレームの先頭に、ＡＧＣ（Auto Gain Control）用のプリアンブルと同期信号と無信号部（区間）とを付加する。
【００２５】
図２は、信号付加部１０９から出力されるＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ信号の通信フレームを模式的に表した図である。図示するように、本実施形態で用いるＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ信号の通信フレームは、ＡＧＣ用プリアンブル１０９１と、同期信号１０９２と、無信号部１０９５と、少なくとも１ホッピング（伝送パターン）分のチップの波形データ１０９３と、各波形データ１０９３の前方に付加されたサイクリックプリフィックス１０９４と、を備えて構成される。本実施形態において、無信号部１０９５は、無信号が伝送パターンと同じチップ数分連続する区間であり、後述する受信部２０で所定時間連続してノイズが発生している妨害周波数を検出するのに用いられる。なお、妨害波の検出は必ずしも伝送パターンと同じチップ数でなくてもよい。つまり、無信号部は伝送パターンと同じかそれ以上のチップ数であってもよく、また、伝送パターンより少ないチップで構成する場合は複数フレームを受信した結果で判定してもよい。
【００２６】
さて、信号付加部１０９は、ＡＧＣ用プリアンブル、同期信号、無信号部およびサイクリックプリフィックスが付加されたＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ信号の通信フレームをＤＡ変換部１１０に出力する。
【００２７】
次に、ＤＡ変換部１１０は、信号付加部１０９より出力されたＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ信号の通信フレームをアナログ信号に変換する。このアナログ信号は、ＡＦＥ部１１１を介してアンテナから送信される。
【００２８】
一方、受信部２０は、ＡＦＥ部２０１と、ＡＤ（Analog Digital）変換部２０２と、同期部２０３と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部２０４と、抽出パターン生成部２０５と、２ｎ個のデホッピング部２０６と、選択部２１２と、Ｐ／Ｓ（Parallel／Serial）変換部２１３と、妨害周波数検出部２１４と、を有する。ここで、ｎは１ホッピング（伝送パターン）に含まれるチップ数である。
【００２９】
ＡＦＥ部２０１を介してアンテナから受信されたＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ信号は、ＡＤ変換部２０２でデジタル信号に変換されて、同期部２０３に入力される。同期部２０３は、入力されたＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ信号から同期信号を検出し、検出した同期信号に基づいてＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ信号の通信フレームを認識する。そして、認識した通信フレームに格納されている無信号部および伝送パターンの各チップの波形データをＦＦＴ部２０４に出力する。
【００３０】
次に、ＦＦＴ部２０４は、同期部２０３から入力される各チップの波形データにホッピング単位でＦＦＴ処理を施して、該チップの波形データを周波数スペクトルに変換する。そして、通信フレームに含まれている１番目のホッピング（無信号部）を構成する各チップの周波数スペクトルを妨害周波数検出部２１４に出力し、通信フレームに含まれている２番目以降のホッピング（伝送パターン）を構成する各チップの周波数スペクトルを抽出パターン生成部２０５に出力する。
【００３１】
妨害周波数検出部２１４は、ＦＦＴ部２０４から入力される無信号部の各チップの周波数スペクトルに基づいて、伝送パターンの周波数ホッピングに利用されているいずれかの周波数であって、所定時間連続してノイズが発生している妨害周波数を検出する。
【００３２】
図３は妨害周波数検出部２１４の動作を説明するための図である。
【００３３】
妨害周波数検出部２１４は、ＦＦＴ部２０４から無信号部を構成する全てのチップの周波数スペクトルを入手すると（Ｓ１０１）、各チップから、伝送パターンの周波数ホッピングに利用されている周波数成分であって、所定値（データ誤り原因となるノイズが有する信号レベル値）以上の信号レベルを持つ周波数成分を検出する（Ｓ１０２）。それから、妨害周波数検出部２１４は、Ｓ１０２での検出結果に基づいて、無信号部を構成する全てのチップにおいて前記所定値以上の信号レベルを持つ周波数成分が存在するか否かを調べる（Ｓ１０３）。
【００３４】
Ｓ１０３において、そのような周波数成分が存在するならば、この周波数を対象の無信号部を含む通信フレームに対する妨害周波数に決定し（Ｓ１０４）、決定した妨害周波数を妨害周波数成分のノイズレベル（例えば、妨害周波数成分の各チップでの信号レベルの平均値）と共に、抽出パターン生成部２０５に通知する（Ｓ１０５）。その後、Ｓ１０１に戻って、次の通信フレームに含まれている無信号部の各チップの周波数スペクトルを入手する。
【００３５】
一方、Ｓ１０３において、そのような周波数成分が存在しないならば、対象の無信号部を含む通信フレームに対する妨害周波数をなしに決定し（Ｓ１０６）、その旨を抽出パターン生成部２０５に通知する（Ｓ１０７）。その後、Ｓ１０１に戻って、次の通信フレームに含まれている無信号部の各チップの周波数スペクトルを入手する。
【００３６】
図４（Ａ）は、無信号部の各チップの周波数スペクトルを説明するための図である。この例において、しきい値１０８０以上の信号レベルを持つ周波数成分は、チャンネル「１」の周波数成分１０８１、および、チャンネル「３」の周波数成分１０８３である。しかし、チャンネル「１」は、単一のチップのみでしきい値１０８０１以上の信号レベルになっている。したがって、チャンネル「１」は妨害周波数に決定されない。一方、チャンネル「３」は、全てのチップにおいてしきい値１０８０以上の信号レベルになっている。したがって、チャンネル「３」が妨害周波数に決定される。
【００３７】
抽出パターン生成部２０５は、ＦＦＴ部２０４から入力される伝送パターンを構成するｎ個のチップの周波数スペクトルに基づいて、ｍ個（ｍは送信側のレベル-周波数変換部１０７が１チップに格納する周波数成分の数）の周波数成分の組合せを持つｎ個のチップからなる抽出パターンを１個又は２ｎ個生成する。妨害周波数検出部２１４から妨害周波数なしが通知されている場合は１個生成し、妨害周波数およびノイズレベルが通知されている場合は２ｎ個生成する。そして、抽出パターンを１個生成した場合は、これを所定のデホッピング部２０６に出力する。抽出パターンを２ｎ個生成した場合は、２ｎ個の抽出パターンを２ｎ個のデホッピング部２０６に１対１に対応付け、各抽出パターンを対応するデホッピング部２０６に出力する。
【００３８】
また、抽出パターン生成部２０５は、妨害周波数検出部２１４から妨害周波数およびノイズレベルが通知されている場合、ＦＦＴ部２０４から入力される伝送パターンを構成するｎ個のチップ各々の周波数スペクトルに含まれている妨害周波数成分の信号レベルと、妨害周波数検出部２１４から通知されたノイズレベルとを比較して、各チップの妨害周波数成分にデータ信号が含まれているか否かを判断する。また、生成した２ｎ個の抽出パターン各々に対して、抽出パターンを構成するｎ個のチップ各々のｍ個の周波数成分の組合せに妨害周波数成分が含まれているか否かを調べることで、各チップの妨害周波数成分にデータ信号が含まれているか否かを判断する。そして、伝送パターンおよび各抽出パターンの判断結果と、各抽出パターンの出力先デホッピング部２０６の識別情報とを、選択部２１２に出力する。
【００３９】
図５は、抽出パターン生成部２０５の動作を説明するための図である。
【００４０】
先ず、抽出パターン生成部２０５は、妨害周波数検出部２１４から無信号部に対する妨害周波数検出結果の通知を受信する（Ｓ２０１）。また、抽出パターン生成部２０５は、妨害周波数検出部２１４から妨害周波数検出結果の通知を受けた無信号部と同じ通信フレームに含まれている伝送パターンを、ＦＦＴ部２０４から受信する（Ｓ２０２）。
【００４１】
次に、抽出パターン生成部２０５は、妨害周波数検出部２１４から通知された妨害周波数検出結果が「妨害周波数なし」を示しているか、それとも「妨害周波数およびノイズレベル」を示しているかを調べる（Ｓ２０３）。「妨害周波数なし」を示しているならば、Ｓ２０４に移行し、「妨害周波数およびノイズレベル」を示しているならばＳ２０８に移行する。
【００４２】
Ｓ２０４において、抽出パターン生成部２０５は、ＦＦＴ部２０４から受信した伝送パターンを構成するｎ個のチップ各々の周波数スペクトルから、信号レベルの高い順にｍ個の周波数成分を抽出する。次に、抽出パターン生成部２０５は、ｎ個のチップ各々に、Ｓ２０４により当該チップの周波数スペクトルから抽出したｍ個の周波数成分を割り当てて、ｍ個の周波数成分を持つｎ個のチップからなる抽出パターン（レベル変換前）を生成する（Ｓ２０５）。そして、生成した抽出パターンを所定のデホッピング部２０６に出力する（Ｓ２０６）。また、選択部２１２に、前記所定のデホッピング部２０６の識別情報を通知して「選択動作なし」を指示する（Ｓ２０７）。それから、Ｓ２１５に移行する。
【００４３】
一方、Ｓ２０８において、抽出パターン生成部２０５は、ＦＦＴ部２０４から受信した伝送パターンを構成するｎ個のチップ各々の周波数スペクトルから、信号レベルの高い順に妨害周波数を除くｍ個の周波数成分（第１のチップパターンと呼ぶ）を抽出する。また、抽出パターン生成部２０５は、ＦＦＴ部２０４から受信した伝送パターンを構成するｎ個のチップ各々の周波数スペクトルから、信号レベルの高い順に妨害周波数を除くｍ−１個の周波数成分を抽出し、抽出したｍ−１個の周波数成分に妨害周波数を加えてｍ個の周波数成分（第２のチップパターンと呼ぶ）とする（Ｓ２０９）。次に、抽出パターン生成部２０５は、ｎ個のチップ各々に、Ｓ２０８により当該チップの周波数スペクトルから抽出した第１チップパターン、あるいは、Ｓ２０９により当該チップの周波数スペクトルから抽出した第２チップパターンを割り当てて、ｍ個の周波数成分を持つｎ個のチップからなる２ｎ通りの抽出パターン（レベル変換前）を生成する（Ｓ２１０）。
【００４４】
また、抽出パターン生成部２０５は、ＦＦＴ部２０４から受信した伝送パターンを構成するｎ個のチップ各々の妨害周波数成分の信号レベルと、妨害周波数検出部２１４から通知されたノイズレベルとを比較して、各チップの妨害周波数成分にデータ信号が含まれているか否かを判断する（Ｓ２１１）。具体的には、チップの妨害周波数成分の信号レベルとノイズレベルとの差分が所定値以上ある場合に、当該チップの妨害周波数成分にデータ信号が含まれていると判断する。
【００４５】
図４（Ｂ）は、伝送パターンの各チップの周波数スペクトルを説明するための図である。この例において、第１チップの妨害周波数成分の信号レベル２０８１、第２チップ妨害周波数成分の信号レベル２０８２、および、第３チップの妨害周波数成分の信号レベル２０８５は、ノイズレベル２０８０との差が所定値以上ある。したがって、第１、２、５チップのデータ信号有無判定は「あり」となる。一方、第３チップの妨害周波数成分の信号レベル２０８３、および、第４チップ妨害周波数成分の信号レベル２０８４は、ノイズレベル２０８０との差が所定値未満である。したがって、第３、４チップのデータ信号有無判定は「なし」となる。なお、データ信号有無判断に用いる所定値は、データ信号の信号レベルに所定のマージンを加えた値とすればよい。
【００４６】
次に、抽出パターン生成部２０５は、生成した２ｎ通りの抽出パターン各々について、各チップに割り当てられた周波数成分に基づいて、各チップの妨害周波数成分にデータ信号が含まれているか否かを判断する（Ｓ２１２）。具体的には、チップに割り当てれれたｍ個の周波数成分のうちの１つが妨害周波数成分である場合に、当該チップの妨害周波数成分にデータ信号が含まれていると判断する。
【００４７】
次に、抽出パターン生成部２０５は、生成した２ｎ通りの抽出パターンを２ｎ個のデホッピング部２０６に１対１で対応付け、各抽出パターンを対応付けられたデホッピング部に出力する（Ｓ２１３）。また、選択部２１２に、抽出パターンおよびデホッピング部の対応関係を示す情報と、伝送パターンおよび各抽出パターンのデータ信号判定有無結果を示す情報とを通知して「選択動作あり」を指示する（Ｓ２１４）。それから、Ｓ２１５に移行する。
【００４８】
さて、Ｓ２１５において、抽出パターン生成部２０５は、妨害周波数検出部２１４から妨害周波数検出結果の通知を受けた無信号部と同じ通信フレームに未処理の伝送パターンがあるならば、Ｓ２０２に戻って残りのフレームを処理し、ないならば、Ｓ２０１に戻って次の通信フレームを処理する。
【００４９】
図１に戻って説明を続ける。２ｎ個のデホッピング部２０６は、それぞれ、周波数−レベル変換部２０７と、ホッピングパターン記憶部２０８と、複数の減算部２０９１〜２０９ｔと、複数の剰余演算部２１０１〜２１０ｔと、多数決判定部２１１と、を有する。
【００５０】
周波数−レベル変換部２０７には、通信相手のレベル−周波数変換部１０７に登録されているレベル−周波数変換テーブルと同じテーブルが登録されている。そして、このテーブルを用いて、抽出パターン生成部２０５から入力される抽出パターンの各チップに割り当てられたｍ個の周波数成分をレベルに変換し、レベル変換後の抽出パターンを減算部２０９１〜２０９ｔに出力する。
【００５１】
ホッピングパターン記憶部２０８には、Ｋ２ビットのパラレルデータがとり得る値毎に、当該値に対応付けられて通信相手のホッピングパターン記憶部１０４に記憶されているホッピングパターンと同じパターンが記憶されている。減算部２０９１〜２０９ｔおよび剰余演算部２１０１〜２１０ｔは、ホッピングパターン記憶部２０８に記憶されているホッピングパターン毎に設けられている。減算部２０９１〜２０９ｔは、対応するホッピングパターンの各チップのレベルと、周波数−レベル変換部２０５から出力される抽出パターンの各チップのレベルとをチップ毎に減算し、その減算結果を対応する剰余演算部２１０１〜２１０ｔに出力する。剰余演算部２１０１〜２１０ｔは、対応する減算部２０７１〜２０７ｔから入力された減算結果に対して、通信相手が使用するレベルパターンおよびホッピングパターンのレベル数の剰余を演算する。つまり、減算結果をｙ、通信相手が使用するレベルパターンおよびホッピングパターンのレベル数をＬとした場合、ｙ（ｍｏｄ Ｌ）を計算する。そして、その計算結果を多数決判定部２１１に出力する。
【００５２】
多数決判定部２１１には、剰余演算部２１０１〜２１０ｔ各々に対応付けられて、当該剰余演算部２１０１〜２１０ｔが対応付けられているホッピングパターンに対応するＫ２ビットのパラレルデータのデータ値が登録されている。さて、多数決判定部２０９は、剰余演算部２１０１〜２１０ｔ各々から入力された抽出パターンの各チップの計算結果に対して多数決判定を行い、同じ計算結果を持つチップを最も多く含む計算結果を出力した剰余演算部２１０１〜２１０ｔを特定する。そして、特定した剰余演算部２１０１〜２１０ｔが最も多く出力したチップの計算結果に応じた値を持つＫ１ビットのパラレルデータおよび該計算結果の出力数（同レベルチップ数と呼ぶ）と、特定した剰余演算部２１０１〜２１０ｔに対応付けられて登録されているＫ２ビットのパラレルデータとを出力する。
【００５３】
選択部２１２は、２ｎ個のデホッピング部２０６から１つのデホッピング部２０６を選択し、選択したデホッピング部２０６から出力されるＫ１ビットのパラレルデータおよびＫ２ビットのパラレルデータをＰ／Ｓ変換部２１０に出力する。
【００５４】
図６は、選択部２１２の動作を説明するための図である。
【００５５】
先ず、選択部２１２は、抽出パターン生成部２０５から選択動作に関する指示を受信すると（Ｓ３０１）、該指示が「選択動作なし」ならばＳ３０３に移行し、「選択動作あり」ならばＳ３０４に移行する（Ｓ３０２）。
【００５６】
Ｓ３０３において、選択部２１２は、「選択動作なし」の指示と共に抽出パターン生成部２０５より受け付けた識別情報を持つデホッピング部２０６を特定し、特定したデホッピング部２０６から出力されるＫ１ビットのパラレルデータおよびＫ２ビットのパラレルデータを、Ｐ／Ｓ変換部２１３に出力する。それから、Ｓ３０９に移行する。
【００５７】
一方、Ｓ３０４において、選択部２１２は、２ｎ個のデホッピング部２０６各々から、Ｋ１ビットのパラレルデータおよびＫ２ビットのパラレルデータを同レベルチップ数と共に受信する。そして、２ｎ個のデホッピング部２０６の中から、最も大きい同レベルチップ数を出力したデホッピング部２０６を特定する。それから、選択部２１２は、Ｓ３０４で特定したデホッピング部が複数あるか否かを調べ、単数ならばＳ３０６に移行し、複数ならばＳ３０７に移行する（Ｓ３０５）。
【００５８】
Ｓ３０６において、選択部２１２は、Ｓ３０４で特定した単一のデホッピング部２０６から出力されるＫ１ビットのパラレルデータおよびＫ２ビットのパラレルデータを、Ｐ／Ｓ変換部２１３に出力し、Ｓ３０９に移行する。
【００５９】
Ｓ３０７において、選択部２１２は、「選択動作あり」の指示と共に抽出パターン生成部２０５より受け付けたデホッピング部と抽出パターンとの対応関係に従い、Ｓ３０４で特定した複数のデホッピング部２０６各々に対応する抽出パターンを特定する。次に、「選択動作あり」の指示と共に抽出パターン生成部２０５より受け付けた、伝送パターンのデータ信号有無判別結果と、同じく抽出パターン生成部２０５より受け付けた、前記特定した各抽出パターンの妨害周波数成分におけるデータ信号有無判別結果とを、チップ毎に比較する。そして、伝送パターンのデータ信号有無判別結果と最も多く一致するデータ信号有無判別結果を有する抽出パターンを選択する。それから、選択した抽出パターンに対応するデホッピング部２０６から出力されるＫ１ビットのパラレルデータおよびＫ２ビットのパラレルデータを、Ｐ／Ｓ変換部２１３に出力し、Ｓ３０９に移行する。
【００６０】
Ｓ３０９において、選択部２１２は、抽出パターン生成部２０５より選択動作の有無を指示された通信フレームに未処理の伝送パターンがあるならば、Ｓ３０２に戻って残りのフレームを処理し、ないならば、Ｓ３０１に戻って次の通信フレームを処理する。
【００６１】
図１に戻って説明を続ける。Ｐ／Ｓ変換部２１３は、選択部２１２から出力されたＫ１ビット、Ｋ２ビットのパラレルデータを、Ｋ１ビットを上位（あるいは下位）ビットデータとし、Ｋ２ビットを残りのビットデータとするＫビットのシリアルデータ（受信データ）に変換し出力する。
【００６２】
なお、上述したＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ用モデム装置の各構成は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積ロジックＩＣによりハード的に実行されるものでもよいし、あるいは、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）など計算機によりソフトウエア的に実行されるものでもよい。
【００６３】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【００６４】
本実施形態では、所定時間連続してノイズが発生している妨害周波数が検出された場合、受信した伝送パターンを構成するｎ個のチップ各々について、当該チップの妨害周波数成分にデータ信号が合成されていない場合（第１チップパターン）と、データ信号が合成されている場合（第２チップパターン）とを考慮し、２ｎ通りの抽出パターン各々に対してデータ復調処理を行う。２ｎ通りの抽出パターンの中には、送信側が送信した伝送パターンが含まれている確率が高い。したがって、本実施形態によれば、周波数ホッピングに利用するいずれかの周波数成分に連続的にノイズが発生した場合におけるデータ誤りを減少させることができる。
【００６５】
また、本実施形態では、同じレベルパターンを生成する抽出パターンが複数検出された場合（図６のＳ３０５でＹＥＳ）、これら複数の抽出パターンの元となる伝送パターンの各チップにおける妨害周波数成分にデータ信号が含まれているか否かの判断結果と、複数の抽出パターン各々の各チップにおける妨害周波数成分にデータ信号が含まれているか否かの判断結果とを比較し、一致度が最も高い抽出パターンにより生成されたレベルパターンおよびホッピングパターンを用いて復調したデータを出力している。このようにすることで、データ誤りをさらに減少させることができる。
【００６６】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。例えば、上記の実施形態では送信部および受信部の両方を備えたモデム装置に適用した場合を例にとり説明したが、送信部あるいは受信部のみを備えたモデム装置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１は本発明の一実施形態が適用されたＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ用モデム装置の概略図である。
【図２】図２は信号付加部１０９から出力されるＦＨ-Ｍ３ＦＳＫ信号の通信フレームを模式的に表した図である。
【図３】図３は妨害周波数検出部２１４の動作を説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）は無信号部の各チップの周波数スペクトルを説明するための図であり、そして、図４（Ｂ）は伝送パターンの各チップの周波数スペクトルを説明するための図である。
【図５】図５は抽出パターン生成部２０５の動作を説明するための図である。
【図６】図６は選択部２１２の動作を説明するための図である。
【図７】図７は通常のＦＨ-Ｍ３ＦＳＫを用いた通信の送信側の動作を説明するための図である。
【図８】図８は通常のＦＨ-Ｍ３ＦＳＫを用いた通信の受信側の動作を説明するための図である。
【図９】図９は通常のＦＨ-Ｍ３ＦＳＫを用いた通信の受信側の動作（単発ノイズが発生した場合）を説明するための図である。
【図１０】図１０は通常のＦＨ-Ｍ３ＦＳＫを用いた通信の受信側の動作（連続ノイズが発生した場合）を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０…送信部、２０…受信部、１０１…Ｓ／Ｐ変換部、１０２…レベル変換部、１０３…パターン選択部、１０４…ホッピングパターン記憶部、１０５…加算部、１０６…剰余演算部、１０７…レベル−周波数変換部、１０８…ＩＦＦＴ部、１０９…信号付加部、１１０…ＤＡ変換部、１１１…ＡＦＥ部、１１２…ホッピング部、２０１…ＡＦＥ部、２０２…ＡＤ変換部、２０３…同期部、２０４…ＦＦＴ部、２０５…抽出パターン生成部、２０６…デホッピング部、２０７…周波数−レベル変換部、２０８…ホッピングパターン記憶部、２０９…減算部、２１０…剰余演算部、２１１…多数決判定部、２１２…選択部、２１３…Ｐ/Ｓ変換部
【図１】
2006101129.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006101129.tif 000009
【図８】
2006101129.tif 000010
【図９】
2006101129.tif 000011
【図１０】
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